(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定格電力範囲外での高圧放電ランプの駆動方法において、
ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の１１０％超である場合には、
・ランプ周波数、
・転流パルスの高さ、
・転流パルスの幅、および、
・転流スキーム
のパラメータが、所定の順序で、定格電力時の駆動に対して変化される、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
高圧放電ランプを、定格電力時のランプ周波数（ｆｎｏｍｉｎａｌ）の０．３倍から０．８倍に相当するランプ周波数（ｆＬ）により駆動する、ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、
高圧放電ランプを、定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）時の転流パルス高さの０．３倍から０．８倍に相当する転流パルス高さにより駆動する、ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法において、
高圧放電ランプを、定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）時の転流パルスのパルス幅の０．３倍から０．８倍に相当する転流パルスのパルス幅により駆動する、ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法において、
高圧放電ランプのランプ電流（ｉＬ）の転流を、ランプ電流の大きい領域からランプ電流の小さい領域にずらす、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
定格電力範囲外での高圧放電ランプの駆動方法であって、
ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の８５％未満である場合、または、ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の１１０％超である場合には、
・ランプ周波数、
・転流パルスの高さ、
・転流パルスの幅、および、
・転流スキーム
のパラメータが、所定の順序で、定格電力時の駆動に対して変化される、方法において、
ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の８５％未満である場合、高圧放電ランプを、定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）時の転流パルス高さの１．２倍から３倍に相当する転流パルス高さにより駆動する、ことを特徴とする方法。
【請求項７】
定格電力範囲外での高圧放電ランプの駆動方法であって、
ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の８５％未満である場合、または、ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の１１０％超である場合には、
・ランプ周波数、
・転流パルスの高さ、
・転流パルスの幅、および、
・転流スキーム
のパラメータが、所定の順序で、定格電力時の駆動に対して変化される、方法において、
ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の２０％から６０％の間である場合、高圧放電ランプを、定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）時の転流パルス高さの１．２倍から３倍に相当する転流パルス高さにより駆動する、ことを特徴とする方法。
【請求項８】
定格電力範囲外での高圧放電ランプの駆動方法であって、
ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の８５％未満である場合、または、ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の１１０％超である場合には、
・ランプ周波数、
・転流パルスの高さ、
・転流パルスの幅、および、
・転流スキーム
のパラメータが、所定の順序で、定格電力時の駆動に対して変化される、方法において、
ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の８５％未満である場合、高圧放電ランプを、定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）時の転流パルスのパルス幅の１．２倍から３倍に相当する転流パルスのパルス幅により駆動する、ことを特徴とする方法。
【請求項９】
定格電力範囲外での高圧放電ランプの駆動方法であって、
ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の８５％未満である場合、または、ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の１１０％超である場合には、
・ランプ周波数、
・転流パルスの高さ、
・転流パルスの幅、および、
・転流スキーム
のパラメータが、所定の順序で、定格電力時の駆動に対して変化される、方法において、
ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の２０％から６０％の間である場合、高圧放電ランプを、定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）時の転流パルスのパルス幅の１．２倍から３倍に相当する転流パルスのパルス幅により駆動する、ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
定格電力範囲外での高圧放電ランプの駆動方法であって、
ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の８５％未満である場合、または、ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の１１０％超である場合には、
・ランプ周波数、
・転流パルスの高さ、
・転流パルスの幅、および、
・転流スキーム
のパラメータが、所定の順序で、定格電力時の駆動に対して変化される、方法において、
ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の８５％未満である場合、前記高圧放電ランプのランプ電流（ｉＬ）の転流を、これがエネルギーの豊富な電流パルスの後で行われるようにずらす、ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項６から１０までのいずれか１項に記載の方法において、
ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の８５％未満である場合、高圧放電ランプを、定格電力時のランプ周波数（ｆｎｏｍｉｎａｌ）の１．３倍から５倍に相当するランプ周波数（ｆＬ）により駆動する、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
ランプ電力（ＰＬ）が定格電力（Ｐｎｏｍｉｎａｌ）の２０％から６０％の間である場合、高圧放電ランプを、定格電力時のランプ周波数（ｆｎｏｍｉｎａｌ）の１．３倍から３．５倍に相当するランプ周波数（ｆＬ）により駆動する、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか一項に記載の方法において、
ランプ電力ＰＬに依存するランプ周波数ｆＬに対しては以下の関係が当てはまり、
１．４８−０．９１ＰＬＮ≦ｆＬＮ≦５．７６−３．８２ＰＬＮ
ｆＬＮ＝ｆＬ／ｆｎｏｍｉｎａｌ；ＰＬＮ＝ＰＬ／Ｐｎｏｍｉｎａｌ
ここでｆＬは目下のランプ周波数、ＰＬは目下のランプ電力、ｆｎｏｍｉｎａｌは定格駆動時のランプ周波数、Ｐｎｏｍｉｎａｌは定格駆動時の電力である、ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定格電力範囲外での高圧放電ランプ、とりわけ超高圧放電ランプの駆動方法に関するものであり、この高圧放電ランプは画像投影機器で使用される。本発明はとりわけ、このような放電ランプを定格電力範囲外で駆動することによって生じるフリッカ減少の問題を取り扱うものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、請求項１の上位概念による定格電力範囲外での高圧放電ランプの駆動方法から出発する。
【０００３】
以下では単にランプと称する放電ランプの駆動時には、電極先端で放電アークを安定して開始させるという問題がある。特定の駆動条件では放電アークが１つのアーク開始点から別のアーク開始点へ跳躍する。この放電点の跳躍はアーク跳躍とも称され、ランプのフリッカに現れるちらつきとなる。このことはとりわけ、ランプの光が画像の投影のために使用される場合に障害となる。
【０００４】
ビデオプロジェクタのような投影機器は、光学的結像のための前提からしばしばウルトラショートアークランプを使用する。これは、ビデオプロジェクタの良好な光学的結像を保証するために非常に短い電極間隔を有する高圧放電ランプである。このランプは高出力であり、電極間隔が短いので、電極が非常に高温になる。したがってこのランプ形式では、単純なピン電極を使用することができない。その代わりに、熱質量を高めるために非常に広い電極ヘッドが使用される。典型的にはヘッド直径は電極間隔よりも大きい（たとえば電極間隔が１．０ｍｍのランプではヘッド直径が１．５ｍｍ）。
【０００５】
電極端部とは以下では、ガス放電ランプ燃焼室の放電空間内に突き出るランプ電極の端部を表す。電極先端とは、電極端部にある針状またはフック状の隆起部を意味し、それらの端部は光アークに対する開始点として用いられる。
【０００６】
特許文献１から、以下ではメインテナンスパルスと称する電流パルスによって電極上で電極先端を成長させる方法が公知である。この成長した電極先端は、ランプ内に形成されるアーク放電のプラズマアークが電極上で非常に安定して開始され、複数の開始点の間を跳躍しないという利点を有する。ここで重要なのは、十分に大きな電流を送出することのできる電極の能力が温度に依存していることである。温度が過度に低いと、電極の先端が液状ではなく、少なくとも部分的に液状ではない電極先端でのアーク開始は満足できるものではない。過度に冷えた電極は、液状タングステンの凝固を引き起こし、これに基づきアークが収縮する。すなわちこれによりエネルギー密度が高まるので点状にアークが開始する。しかしこの点状のアーク開始は不安定であり、電極先端にわたって移動する傾向がある。このことは実際の適用ではフリッカとして知覚され得る。さらにアーク開始点が移動すると、エネルギー密度が高いため電極ヘッドの前方領域に不所望の変化が生じる。
【０００７】
ビデオプロジェクタは、種々の色の時間的シーケンスを有する光源をしばしば必要とする。特許文献２に記載のように、これはたとえば回転するカラーホイールによって達成することができ、このカラーホイールはランプの光から交互に色をフィルタリングする。光が所定の色を取っている間の時間は必ずしも同じである必要はない。むしろこの時間相互の関係により、投影される光に対して生じる所望の色温度を調整することができる。
【０００８】
通常、ランプは矩形のランプ電流によって駆動される。ランプ周波数とは、図１に示すように矩形のランプ電流の期間の逆数であると理解される。定格電力でのランプ周波数は、定格電力でランプが駆動される時の矩形ランプ電流の期間の逆数であると理解される。定格電力とは、ランプが駆動されるべき電力であるとランプ製造業者により指定された電力である。定格電力では高圧放電ランプが所定の周波数で駆動される。ランプ電流は従来技術では直流電源から転流装置によって形成される。転流装置は通例、直流電源の極性を矩形ランプ電流のクロックで転流する電子回路からなる。転流の際に実際にはオーバシュートを完全に回避することはできない。したがって従来技術では、転流が行われるべき時点が光の色を変化すべき時点と関連付けられ、これにより過励振をフェードアウトする。このために、上記カラーホイールに対する同期パルスを有する同期信号が準備される。同期信号によって色変化とランプ電流の転流とが同期される。進歩した投影システムでは、ランプ電流が常に矩形である必要はなく、電流の高さが複数のステップで経過することができる。時間についてのこの電流経過を以下、「波形」と称する。この概念の説明を以下で行う。
【０００９】
放電ランプの駆動時には電極先端の成長現象があり、電極先端は上に説明したように安定したアーク開始のための重要な条件である。電極から１つの箇所で蒸発する物質は電極の好ましい箇所に再び堆積し、このときに電極先端の形成に寄与することがある。さらに電極先端で反復して溶融し凝固することにより、電極のさらに下にある領域から電極の先端へタングステンが搬送される。この搬送現象は電極の温度およびこの温度の時間的変化に大きく依存しており、したがってランプの駆動モードに依存している。電極先端の成長はたとえば「メインテナンスパルス」に起因することがあり、これを以下では転流パルスと称する。これは転流前の短い電流パルスであり、高められた電流量を有する。
【００１０】
図１は、このような転流パルスを非常に簡単な波形で示す。この波形は、プラトーと転流パルスに分けられる。このプラトーはプラトー長とプラトー高さにより、すなわち電流量の所定の持続時間により記述することができる。転流パルスも同様にパルス長とパルス高さ、すなわち所定の電流量でのパルスの持続時間により記述される。転流パルスは、タングステンの表面張力により収縮される前方領域での電極のより強力な溶融と、その転流パルスおよび転流後での冷却とに作用する。この方法が対応する時間間隔で繰り返されると、先端が緩慢に形成される。ここで転流パルスは効率的な適用のためには常に転流の前に存在すべきである。
【００１１】
図２ａは、転流パルスの他にさらなる電流上昇を有する波形の例を示す。順次連続する波形全体の持続期間は常に同じ大きさである。図２ｂは、進歩した駆動方法の第３の波形例を示す。ここでは持続期間が波形全体ごとに変化しており、電流形状も半波ごとに変化する。このような場合の電流経過は複雑であり、電流上昇と階段状の経過を示し、これらはカラーホイールの個々のカラーセグメントの順序に同期している。このような複雑な電流形状ではランプを最適に駆動するのが困難であり、そのためには波形を発生する際にいくつかの基本的設計規則に注意しなければならない。
【００１２】
安定したフリッカのない駆動のためには、電極の温度が常に所定の範囲内にあるべきであり、電極先端も液状であるべきである。これにより電極先端は暗転したアーク開始のための最適な温度を有する。このことは定格電力でのランプの駆動時には基本的に問題とならず、公知の駆動方法によって実施することができる。しかしランプを強力に調光すべき場合、すなわち定格電力よりも格段に低い電力で駆動すべき場合、ランプ電力の低減のため電極の温度が低下し、電極の温度低下のため放電アークにフリッカが生じるという問題が生じる。ランプをより高い電力で駆動すべき場合、電極が過度に高温になり、電極の焼き損が上昇するという問題が生じる。さらに通常動作に対して高められた温度は、燃焼器容器のガラスの変質を引き起こし得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】欧州特許願第１１５２６４５号
【特許文献２】米国特許願第５９１７５５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、定格電力範囲外での高圧放電ランプの駆動方法を提供することであり、この方法によってランプを確実に駆動することができ、損失が生じないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この課題は、本発明の定格電力範囲外での高圧放電ランプの駆動方法によって解決される。ランプ電力が定格電力の８５％未満である場合、またはランプ電力が定格電力の１１０％超である場合には、
・ランプ周波数、
・転流パルス内のランプ電流、
・転流パルスの長さ、または
・転流スキーム、
のうちの１つまたは複数のパラメータが定格電力時の駆動に対して変化される。
【００１６】
本発明の駆動方法により、とりわけ投影適用用の高圧放電ランプを拡張された電力範囲で駆動することができる。従来技術からこれまで典型的に達成可能であったプロジェクタランプのための電力範囲は、電極が寸法設定されたランプの定格電力の７０％〜８５％および１１０％〜１１５％である。
【００１７】
本発明の駆動方法により、とりわけプロジェクタ適用のための高圧放電ランプを、定格電力の２０％から１３０％の電力範囲で駆動することができる。
【００１８】
基本的に２つの場合が区別される。
【００１９】
１）ランプの定格電力より高い電力への電力範囲の拡張。この範囲は、電極の急速な焼き損およびガス放電ランプ燃焼室のガラス変質によって制限される。本発明の方法により、ガラス変質が発生するという第１の問題を解決することができる。それに応じて、１１０％から１３０％の電力範囲での駆動が短時間だけ許容され、たとえばランプ形式に応じて最大５０時間許容される。なぜなら冷却を高めることにより、ガラス変質を通常は非持続的に中断することができるからである。
【００２０】
２）ランプの定格電力より低い電力への電力範囲の拡張。この範囲は主に電極が過度に冷えて駆動され、そのためフリッカが発生する問題により制限される。これらの問題は本発明の駆動方法により解決することができる。この駆動方法の理想的作用を達成するために、ランプの冷却を駆動形式に適合しなければならない。ビデオプロジェクタではランプが空気流によって冷却される。冷却作用は空気スループットまたはファンの回転数により調整することができる。ファンの回転数を低減すると照度調整の際にノイズが低下する。ビデオプロジェクタでは従来技術からいわゆる「エコモード」が公知である。エコモードでは、電流を節約し、プロジェクタの静粛な動作を保証し、ランプの寿命を延長するために、全光出力が必要ない場合にランプが弱く調光されて駆動される。しかし従来技術から公知の方法によっては７０％から８５％以下で調光することができない。なぜなら公知の方法によってはランプのフリッカを排除することができないからである。
【００２１】
しかし本発明の方法により効率的に電流節約駆動モードが可能である。なぜならランプを定格電力の２０％にまで下げて調光することができるからである。さらに必要冷却率が低下し、これにより障害となるノイズレベルがさらに低減される。
【００２２】
本発明の駆動方法には基本的な関係性がある。電力を定格電力の１１０％超に変化させたい場合、電極が熱的に過負荷される。したがってエネルギー変調を低減しなければならない。このことは、場合によっては互いに組み合わせることのできる以下の個別措置によって達成される。ランプ周波数の低減、パルス高さの低減、パルス幅の低減、および転流スキームの適切な適合である。
【００２３】
電力が定格電力の８５％未満に変化すると電極が過度に冷え、ちらつく傾向がある。電力はランプ形式に依存しており、多くのランプ形式は公知の方法により定格電力の７０％までに調光することができるが、本発明の方法は定格電力の７０％未満で初めて必要となる。したがってエネルギー変調を高めなければならない。このことは、場合によっては互いに組み合わせることのできる以下の個別措置によって達成される。ランプ周波数の上昇、パルス高さの上昇、パルス幅の上昇、および転流スキームの適切な適合である。
【００２４】
有利にはたとえば定格クランプ周波数ｆＬＮに対しては、低下クランプ電力ＰＬＮに依存して以下の関係が当てはまる。
【００２５】
１．４８−０．９１ＰＬＮ≦ｆＬＮ≦５．７６−３．８２ＰＬＮ
ｆＬＮ＝ｆＬ／ｆｎｏｍｉｎａｌ；ＰＬＮ＝ＰＬ／Ｐｎｏｍｉｎａｌ
ここでｆＬは目下のランプ周波数、ｆｎｏｍｉｎａｌは定格駆動時のランプ周波数である。同じようにＰＬは目下のランプ電力、Ｐｎｏｍｉｎａｌは定格駆動時の電力である。定格駆動とは、高圧放電ランプがランプ製造業者により定められた電力で、およびランプ製造業者により定められた動作パラメータ内で駆動されることを意味する。この措置により電極パラメータをさらに均等にすることができる。高圧放電ランプを定格電力範囲外で駆動する本発明の方法のさらなる有利な改善形態および構成は、従属請求項および以下の説明から明らかである。
【００２６】
本発明のさらなる利点、特徴および詳細は、実施例の以下の説明および図面に基づき明らかとなる。図面中、同じエレメントまたは同じに作用するエレメントにはおなじ参照符号が付してある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来技術による転流パルスの簡単な波形を示す線図である。
【図２ａ】転流パルスとさらなる電流上昇と所定の周波数とを有する波形を示す線図である。
【図２ｂ】周波数期間が交番する複雑な波形を示す線図である。
【図３ａ】高圧放電ランプの定格駆動のための波形を示す線図である。
【図３ｂ】高圧放電ランプの調光駆動のための波形を示す線図である。
【図４】高圧放電ランプを定格電力範囲外で駆動するための本発明の方法のフローチャートである。
【図５】定格電力３３０Ｗの高圧放電ランプを２００Ｗ（＝定格電力の６０．６％）と２つの異なる駆動モードで駆動する例を示す線図である。
【図６】ランプ周波数とランプ電力との関係性を、それぞれ定格駆動時のランプ周波数またはランプ電力を基準にして示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、従来技術によるたとえばＬＣＤプロジェクタ（液晶ディスプレイ用のＬＣＤ）のための転流パルスの簡単な波形を示す。この簡単な波形に基づいて以下、本発明の説明に必要な概念を定義する。
【００２９】
波形は全波と半波に分けられる。ここで全波の（平均）長さはｌ／ｆＬとして、半波の（平均）長さはｌ／２×ｆＬとして定義され、ｆＬはランプが駆動される（平均）周波数であり、以下ではランプ周波数と称する。単純な対称波形は、ただ１つの一定のランプ周波数を特徴とする。同じことが半波および全波の長さに対しても当てはまる。複雑な波形は長さの異なる半波と全波からなる。したがってこれらに対しては平均長さと平均周波数だけを記述することができる。
【００３０】
波形は冒頭にすでに述べた転流パルスを有する。この転流パルスはパルス長とパルス高さによって詳細に定義される転流パルスに分類されない残りの半波は、プラトーとしてプラトー長さとプラトー高さにより同様に定義される。
【００３１】
パルス対プラトー比はプラトー高さに対するパルス高さの商として定義される。
【００３２】
デューティ比は半波の長さに対するパルス全長の商として定義される。したがってデューティ比は半波に関連するものであり、全波には関連しない。したがってデューティ比＝パルス長×２×ｆＬが当てはまる。
【００３３】
図２ａは複雑な波形を示す。この波形はいわゆるＤＬＰプロジェクタ（デジタル光処理のためのＤＬＰ）で使用される。ここでは電流半波がプラトーでしばしば変調され、この変調はプロジェクタのカラーホイールに狭く整合されている。したがって電流曲線は図１に示したものより複雑であるが、上記の定義が基本的に当てはまる。プラトーで電流変調されるので、関連のパルスレベルを記述するために一般的にはパルス対プラトー比ではなく、ＲＭＳ電流に対するパルス電流の比が使用される。
【００３４】
ＩＲＭＳ＝ＰＬ／ＵＬが実効電流またはＲＭＳ電流であり、この電流はランプが電圧ＵＬを有するとき、制御時に電力ＰＬに駆動機器によって調整される。
【００３５】
図２ｂは、プラトー領域に複数の異なる電流高さを有する別の複雑な電流経過を示す。ここではプラトー領域と転流パルスが滑らかに互いに移行しており、多くの半波において定義が容易ではない。
【００３６】
以下の表には、最適化すべき動作パラメータがその有効最小値と有効最大値により定格電力での値の倍数として示されている。たとえば定格電力での６０Ｈｚの周波数が「定格電力のＰ＜８５％電力に調光する」の場合には周波数が境界１．３×６０Ｈｚ＝７８Ｈｚから５×６０Ｈｚ＝３００Ｈｚの範囲で適合される。最後の行には転流スキームをどのように適切に適合することができるかが記載されている。
【表１】
0005627786.tif 000002
【００３７】
したがってランプ電力が小さければ小さいほどランプ周波数は高くなり、場合によっては転流パルスのパルス高さとパルス幅も大きくなる。転流は好ましくはこのような転流パルスの直後に行われるべきである。なぜならこの時点で電極が十分に熱くなり、クリーンでフリッカのない転流を保証することができるからである。これに対してランプ電力が大きくなればなるほどランプ周波数は低くなり、場合により転流パルスのパルス高さとパルス幅も小さくなる。転流は、高圧放電ランプに小さなパルスが印加されるか、場合によってはまったくパルスが印加されない電流曲線の領域で行うべきである。これにより電極は転流の際に過度に熱くならない。
【００３８】
高圧放電ランプの調光駆動のための転流スキームに関する波形の最適化例が図３ａと３ｂに示されている。
【００３９】
図３ａには高圧放電ランプの定格駆動のための波形が示されており、この波形はプラトーに電流隆起部１１０と、転流の直前に転流パルス１１１を有する。定格電力の８５％未満の調光駆動のためには転流パルス１１１が小さすぎ、転流パルスは表１の基準を満たさなければならない。しかしランプの演色性を不所望に変化することなく転流パルスを任意に大きくすることはできない。したがって図３ａには転流がずらされることが示されている。すなわち図３ａの波形での電流隆起部１１０が図３ｂの転流パルス１１０になり、そして図３ａのこれまでの転流パルス１１１が図３ｂの電流隆起部１１０になり、この電流隆起部の後で転流は行われない。これによりランプに対する主要なパラメータは同じままであるが、電極は転流の前に適切に加熱され、したがって転流自体は問題なくなる。同じことを電力増大の場合にも行うことができる。ここでは電極先端の過度に強い溶融を回避し、電流が高いことによる電極での物質研磨によるランプバルブの黒化を回避するために、ランプ電流の高い領域からランプ電流の低い領域に転流がずらされる。
【００４０】
図４は、高圧放電ランプを定格電力範囲外で駆動するための本発明の方法のフローチャートを示す。開始点ではステップ１０でランプ電力が、定格ランプ電力の８５％未満または１１０％超の対応する領域に調整される。次にステップ２０で、ランプがちらつく傾向にあるか否か、または過度にひどい電極焼き損が示されるか否かが検査される。このことは本発明の方法を実施する駆動機器が、たとえばランプ電圧の変化に基づいて判定することができる。ランプ電圧が顕著な変化を示さなければ、通常駆動のための通常の波形がステップ６０で維持される。
【００４１】
顕著性が示されると、標準波形から出発して最適化パラメータｎがステップ３０でステップごとに変化され、ステップ４０でランプのちらつき傾向または電極の焼き損傾向があるか否か再度検査される。そのような傾向がある場合、ステップ５０でパラメータがすでに表１の範囲外にあるか否かが検査される。そのような傾向がない場合、ステップ３０にリターンし、そこでパラメータがさらに変化される。そのような傾向が発生すると、このパラメータはそれ以上変化されない。パラメータカウンタｎが１だけカウントアップされ、ステップ３０にジャンプする。そして次のパラメータがステップごとに変化される。
ステップ４０で異常性が測定されなければ、ランプはステップ７０でこのパラメータセットにより駆動される。
【００４２】
順番に処理すべき最適化パラメータが以下の表２に示されている。
【表２】
0005627786.tif 000003
【００４３】
ここではビデオプロジェクタにおける異なる技術ＬＣＤとＤＬＰとが区別される。
【００４４】
ＬＣＤビデオプロジェクタではランプの白色光がダイクロイックミラーによって３つの原色、赤、緑、青に分解される。続いて光がＬＣＤによりパネルに導かれ、ＬＣＤは各画素に対して光を通過させるか、または吸収するかを設定する。最後に光がプリズムを介して再びまとめられる。この技術の利点は、関連するすべての動作パラメータを広い領域で調整できることである。なぜなら各変化は３つすべての色に同時に該当するからである。したがって色の間のバランスが維持される。
【００４５】
ＤＬＰビデオプロジェクタでは、ランプの白色光がカラーホイールにより順次個々の原色、赤、緑、青に分解される。続いてＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）により可動のミラーを介して個々のピクセルが制御される。このシステムでは、本発明の駆動方法に対して格段に多くの制限が存在する。 第１の制限は、ランプをカラーホイールにより同期して運転しなければならないことである。したがって周波数の変化は制限的にのみ可能であり、カラーホイール周波数の端数の倍数もしくは整数、またはカラーセグメントの間のスポーク（境界）にだけある転流に制限される。第２の制限は光のシーケンシャルな処理である。たとえば赤のカラーホイールセグメントに本発明の波形の電流パルスが入り込むと、光の赤成分を持ち上げるためにカラーバランスの制御で相応のことを勘案しなければならない。このことはしばしばＤＭＤチップのためのソフトウエアの枠内で行われる。このパルスが赤領域で高められ、または拡張されると、色整合が不一致となり画像が赤っぽくなる。したがってこのような駆動スキームの変更は、パルスの変化と同時にＤＭＤでの色整合も変化する場合にだけ意味がある。
【００４６】
技術的に進歩したＤＬＰシステムは３つのＤＭＤ素子を有し、各原色に対して３チップ機器が機能する。これによりＬＣＤ機器と同じように３つすべての原色が並行処理される。
【００４７】
図５は、３３０Ｗの定格電力の高圧放電ランプを２００Ｗで駆動する場合、すなわち高圧放電ランプ定格電力の６０．６％に対応して駆動する場合を示す。３００W高圧放電ランプは２００Ｗで連続的に駆動され、２つの駆動モード間を交番する。モード１には図４で参照符号５１０が付されており、このモード１では高圧放電ランプが定格電力の場合と同じスキームで駆動されるが、３３０Ｗではなく２００Ｗで駆動される。ここでは定格電力時に容易に溶融した先端が凝固し、したがって制限的にしか電極を空けることができない。
【００４８】
したがって電圧が約３０Ｖだけ参照符号５１１の付されたモード２に対して高められる。このモード２では、周波数とパルス高さが上記の方法により適合されている。モード１では、全体で約３０Ｖだけ電圧が高められていることの他に、燃焼電圧が顕著に変動している。燃焼電圧のこの顕著な変動は光学的には、凝固した電極先端への反応として高圧放電ランプのフリッカに現れる。
【００４９】
したがってフリッカ検出は、ランプの燃焼電圧について定格電力の８５％未満に強く調光されたときに行うことができる。付加的にアーク開始点の直接的観察を適切なプロジェクタ光学系によって行うことができる。
【００５０】
このような動作モードは、ランプ寿命を延長するために定格電力の高い高圧放電ランプを格段に低い電力で持続的に駆動する場合も利用できる。このことは通常は不可能である。なぜなら電極が過度に冷え、ランプは転流の際に消弧するか、またはちらつくことがあるからである。本発明の方法によりこれに対処される。すなわち電極を転流前に対応して加熱することができ、それでも平均電力を低下することができる。しかし安定した動作を保証するためにはフリッカ検出が必要である。しかしこれは電気回路の形で、とりわけデジタル駆動される回路構成体の付加的ソフトウエアの形で行うことができ、この回路構成体に対して付加的コストは不要であるか、わずかしか必要としない。
【００５１】
図６は、ランプ周波数とランプ電力との関係性をそれぞれ定格駆動でのランプ周波数またはランプ電力を基準にして示す。この関係性は、上限に対する曲線６１０と下限に対する曲線６１１との間の領域で意味がある。この２つの曲線内の領域をランプ周波数の最適化のために使用することができる。ランプ電力ＰＬに依存するランプ周波数ｆＬの例としての数値設定は、たとえば冒頭ですべに述べた以下の関係である。
【００５２】
１．４８−０．９１ＰＬＮ≦ｆＬＮ≦５．７６−３．８２ＰＬＮ
ここでＦＬＮは定格ランプ周波数、ＰＬＮは定格電力である。しかし下限に対する曲線６１１と上限に対する曲線６１０内にある他の関係性も考えられる。
【符号の説明】
【００５３】
１１０，１１１  電流隆起部／転流パルス
５１０  ランプ周波数とランプパルス高さの駆動パラメータとして従来の値を用いる動作モード１
５１１  ランプ周波数とランプパルス高さが本発明により適合された駆動パラメータを用いる動作モード２
６１０  上側周波数限界に対する曲線
６１１  下側周波数限界に対する曲線
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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